علوم و مهندسی آب و فاضلاب

علوم و مهندسی آب و فاضلاب

تحلیل اقتصادی و فنی کاهش نشت در شبکه‌ توزیع آب شهری بیرجند

نوع مقاله : مقالات علمی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری آبیاری و زهکشی، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.
2 استادیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.
3 استاد، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.
چکیده
نشت آب در شبکه‌های توزیع، یکی از چالش‌های اساسی در مدیریت منابع آب شهری است که منجربه اتلاف مالی، هدررفت آب و کاهش کارایی سیستم‌ها می‌شود. این پژوهش با هدف تحلیل اقتصادی و فنی نشت در شبکه توزیع آب زون D شهر بیرجند و ارائه راهکارهای عملی برای مدیریت نشت انجام شده است. در این مطالعه، از مدل‌سازی هیدرولیکی با نرم‌افزار WaterGEMS  برای شبیه‌سازی شبکه و تحلیل پارامترهای هیدرولیکی استفاده شده است؛ داده‌های دبی، فشار و نقشه‌های جغرافیایی جمع‌آوری و مدل شبکه کالیبره شده است. ارزیابی انجام‌شده، شاخص ILI برابر با 12 را نشان می‌دهد که وضعیت وخیم نشت در شبکه موجود را منعکس می‌کند. بههمین دلیل، پنج سناریوی مختلف مدیریت فشار برای کاهش نشت بررسی شده‌اند. نتایج نشان داد که فشار بیش از حد، عامل اصلی نشت در زون D است و کاهش هدفمند فشار در سناریوی S4 منجر به کاهش 90/14 لیتر بر ثانیه نشت، معادل کاهش حجم روزانه 360/1287 مترمکعب و صرفه‌جویی اقتصادی 241/1 میلیارد ریال در سال شده است. یافته‌ها حاکی از آن است که سرمایه‌گذاری در مدیریت هوشمند فشار و نوسازی زیرساخت‌های فرسوده، علاوه بر بهبود بهره‌وری اقتصادی، خسارات زیست‌محیطی ناشی از هدررفت آب را نیز کاهش می‌دهد.
کلیدواژه‌ها

اسدیانی‌یکتا، ا.، و تابش، م.، (1389)، "یک مدل تلفیقی جامع برای محاسبه و مدیریت نشت در شبکه‌های توزیع آب شهری"،  نشریه دانشکده فنی، 44(1)، 1-12، https://doi.org/journal.ut.ac.ir/article_20758.html.
تابش، م.، (1395)، مدل‌سازی پیشرفته شبکه‌های توزیع آب، انتشارات دانشگاه تهران، تهران.
صدرالساداتی، ع.، و قدیانی، م.، (1388)، "کالیبراسیون مدل شبکههای توزیع آب شهری (با مطالعه موردی شبکه توزیع آب شهر یزد)"، سومین همایش ملی آب و فاضلاب با رویکرد اصلاح الگوی مصرف، تهران. https://doi.org/civilica.com/doc/78329.
معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی ریاست‌جمهوری، (1392)، ضوابط طراحی سامانه‌های انتقال و توزیع آب شهری و روستایی، نشریه شماره 3-117، بازنگری اول، معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی ریاست‌جمهوری و دفتر مهندسی و معیارهای فنی آب و آبفا، وزارت نیرو، تهران.
منصورخاکی، ع.، موسوی، س.، و رضایی ارجرودی، ع.، (1396)، "محاسبه کاهش هزینه‌های عملکردی در ارزیابی اقتصادی بهسازی ‏راه‌ها (مطالعه موردی: راه اصلی فسا-زاهدشهر)"، نشریه مهندسی عمران امیرکبیر، 49(1)، 165-173، https://doi.org/10.22060/ceej.2016.573.
نصیرپور، ح.، نصیریان، ع.، و اکبرپور، الف.، (1398)، "تعیین موقعیت بهینه شیرهای فشارشکن در شبکه توزیع آب (مطالعه موردی: شبکه توزیع آب شهر بیرجند)"، نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران، 10(1)، 17-33.
Adedeji, K.B., Hamam, Y., Abe, B.T., and Abu-Mahfouz, A.M., (2017), "Towards achieving a reliable leakage detection and localization algorithm for application in water piping networks: An overview", IEEE Access, 5, 20272-20285, https://doi.org/10.1109/ACCESS.2017.2752802.
American Water Work Association (AWWA), (2016), Water audits and loss control programs: AWWA manual M-36, Denver, 423 p.
Cavazzini, G., Pavesi, G., and Ardizzon, G., (2020), "Optimal assets management of a water distribution network for leakage minimization based on an innovative index", Sustainable Cities and Society, 54, 101890, https://doi.org/10.1016/j.scs.2019.101890.
Di Nardo, A., Di Natale, M., Di Mauro, A., Santonastaso, G.F., Palomba, A., and Locoratolo, S., (2018), "Calibration of a water distribution network with limited field measures: The case study of Castellammare di Stabia (Naples, Italy)”, International Conference on Learning and Intelligent Optimization, 433-436, https://doi.org/10.1007/978-3-030-05348-2_36.
Farley, M., and Trow, S., (2003), Losses in water distribution networks, IWA publishing, London.
Force, I.W.L.T., and Thornton, J., (2003), "Managing leakage by managing pressure: A practical approach", Water 21, October.
Germanopoulos, G., (1985), "A technical note on the inclusion of pressure dependent demand and leakage terms in water supply network models", Civil Engineering Systems, 2(3), 171-179, https://doi.org/10.1080/02630258508970401.
Islam, M.S., and Babel, M.S., (2013), "Economic analysis of leakage in the Bangkok water distribution system", Journal of Water Resources Planning and Management, 139(2), 209-216, https://doi.org/10.1061/(ASCE)WR.1943-5452.0000235.
Lambert, A.O., Brown, T.G., Takizawa, M., and Weimer, D., (1999), "A review of performance indicators for real losses from water supply systems", Journal of Water Supply: Research and Technology AQUA, 48(6), 227-237, https://doi.org/10.2166/aqua.1999.0025.
Lambert, A., (2001), "What do we know about pressure leakage relationships in distribution systems", Systems Approach to Leakage Control and Water Distribution System Management, An IWA Conference, Brno, Czech Republic, 16-18 May.
Lambert, A.O., (2002), "International report: water losses management and techniques", Water Science and Technology: Water Supply, 2(4), 1-20, https://doi.org/10.2166/ws.2002.0115.
Liemberger, R., and Wyatt, A., (2019), "Quantifying the global non-revenue water problem", Water Supply, 19(3), 831-837, https://doi.org/10.2166/ws.2018.129.
McKenzie, R., and Wegelin, W., (2009), "Implementation of pressure management in municipal water supply systems", Proceedings of the EYDAP ConferenceWater: The Day After”, Athens, Greece, 20.
Molinos-Senante, M., Villegas, A., and Maziotis, A., (2021), "Measuring the marginal costs of reducing water leakage: the case of water and sewerage utilities in Chile", Environmental Science and Pollution Research, 28(25), 32733-32743, https://doi.org/10.1007/s11356-021-13048-9.
Moslehi, I., Jalili-Ghazizadeh, M., and Yousefi-Khoshqalb, E., (2021), "Developing a framework for leakage target setting in water distribution networks from an economic perspective", Structure and Infrastructure Engineering, 17(6), 821-837, https://doi.org/10.1080/15732479.2020.1777568.
دوره 10، شماره 4
زمستان 1404
صفحه 63-73

  • تاریخ دریافت 13 اسفند 1403
  • تاریخ بازنگری 29 اردیبهشت 1404
  • تاریخ پذیرش 26 مرداد 1404